JP2005157874A - Actuator control device - Google Patents

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Masanori Hagiwara
雅教 萩原
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an actuator control device capable of restoring an actuator to a normal state, when an output of a position sensor becomes abnormal after the actuator is moved by an external force. <P>SOLUTION: When the output of a position sensor 3 becomes abnormal, a state in which the output of the position sensor 3 indicates a normal value is searched for by repeating a process of deciding whether or not the position sensor output is normal by operating the actuator 1 for a certain operation period. When the state that the output of the position sensor 3 indicates the normal value is found, the position of the output portion of the actuator 1 is restored to a predetermined position, and thereby the actuator control is restored to the normal state. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、モータを駆動源したアクチュエータにより操作される操作対象物の位置を目標位置に一致させるようにアクチュエータを制御するアクチュエータ制御装置に関するものである。   The present invention relates to an actuator control device that controls an actuator so that the position of an operation target operated by an actuator driven by a motor matches a target position.

モータを駆動源としたアクチュエータにより特定の操作対象物を操作する場合には、操作対象物の位置を検出する位置センサをアクチュエータに内蔵して、該位置センサにより検出される操作対象部の位置を目標位置に一致させるようにモータを制御することが行われる。   When a specific operation target is operated by an actuator using a motor as a drive source, a position sensor for detecting the position of the operation target is built in the actuator, and the position of the operation target detected by the position sensor is set. The motor is controlled to match the target position.

例えば、内燃機関のスロットルバルブを操作するためにモータを駆動源としたアクチュエータを設けて、スロットルバルブの位置を、アクセルペダルまたはアクセルグリップにより指示された位置まで変位させる制御を行う場合には、アクチュエータの出力部の位置からスロットルバルブの位置を検出する位置センサをアクチュエータに設けて、位置センサにより検出されるスロットルバルブの位置をアクセルペダルまたはアクセルグリップにより指示された目標位置に一致させるようにアクチュエータを制御するようにしたアクチュエータ制御装置が用いられる。この種の制御装置は例えば特許文献1に示されている。   For example, when an actuator using a motor as a drive source for operating a throttle valve of an internal combustion engine is provided and the control is performed to displace the position of the throttle valve to a position designated by an accelerator pedal or an accelerator grip, the actuator A position sensor for detecting the position of the throttle valve from the position of the output portion of the actuator is provided in the actuator, and the actuator is arranged so that the position of the throttle valve detected by the position sensor matches the target position indicated by the accelerator pedal or the accelerator grip. An actuator controller that is controlled is used. This type of control device is disclosed in Patent Document 1, for example.

また二輪駆動の状態と四輪駆動の状態とを切り換える変速機を備えた車両においては、特許文献2に示されているように、二輪駆動の状態と四輪駆動の状態とを切り換えるシフトスリーブを変速機に設けて、モータを駆動源としたアクチュエータの出力部を該シフトスリーブに連結し、切り換え指令を与える手元スイッチの状態に応じて、シフトスリーブを目標位置まで変位させるようにアクチュエータを制御することにより、二輪駆動の状態と四輪駆動の状態とを切り換えるようにしている。   Further, in a vehicle having a transmission that switches between a two-wheel drive state and a four-wheel drive state, as shown in Patent Document 2, a shift sleeve that switches between a two-wheel drive state and a four-wheel drive state is provided. The actuator is connected to the shift sleeve provided on the transmission and the motor is used as a drive source, and the actuator is controlled so as to displace the shift sleeve to the target position according to the state of the hand switch that gives a switching command. Thus, the two-wheel drive state and the four-wheel drive state are switched.

更にVベルト式の車両用自動変速機においては、特許文献3に示されているように、ベルトクラッチ機構を操作するカムを駆動するアクチュエータを設けて、エンジンの回転速度がアイドリング回転速度まで低下したときにベルトクラッチ機構を遮断状態にする位置までカムを変位させるようにアクチュエータを制御することにより、エンジンと駆動輪との間の動力の伝達を絶つようにしている。
特開平6−167237号公報 特開2002−264685号公報 特開平11−165686号公報
Further, in the V-belt type automatic transmission for a vehicle, as shown in Patent Document 3, an actuator for driving a cam for operating the belt clutch mechanism is provided, and the rotational speed of the engine is reduced to the idling rotational speed. At times, the actuator is controlled so as to displace the cam to the position where the belt clutch mechanism is disengaged, so that the transmission of power between the engine and the drive wheels is cut off.
JP-A-6-167237 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-264685 JP-A-11-165686

上記のように、位置センサの出力により操作対象物の現在位置を検出して、検出した位置を目標位置に一致させるように制御するアクチュエータ制御装置においては、位置センサの出力値が正常な範囲にあるか否かを判定する判定手段を設けて、位置センサの出力を外部に導く出力線の断線や短絡、あるいは位置センサ自体の故障によりその出力値が異常になったときに、異常な制御が行われるのを防ぐためにそれ以降の制御を中止し、位置センサを交換するようにしていた。また、位置センサがアクチュエータに内蔵されている場合には、位置センサをアクチュエータとともに交換するようにしていた。   As described above, in the actuator control device that detects the current position of the operation target by the output of the position sensor and controls the detected position to coincide with the target position, the output value of the position sensor is within a normal range. A judgment means is provided to judge whether or not there is an abnormal control when the output value becomes abnormal due to disconnection or short circuit of the output line leading the output of the position sensor to the outside or failure of the position sensor itself. In order to prevent this from happening, the subsequent control is stopped and the position sensor is replaced. When the position sensor is built in the actuator, the position sensor is exchanged together with the actuator.

しかしながら、位置センサの出力が異常になるのは、位置センサからの出力線の断線、短絡や、位置センサの故障等が生じた場合に限られるわけではなく、コントローラ側の誤動作によって操作対象物が目標位置を越える位置まで変位した場合や、操作対象物に外力が作用してアクチュエータのモータが回転させられた場合には、位置センサが正常であっても位置センサの出力が正常な範囲から外れるため、上記のように、位置センサの出力が異常になったときに一律に位置センサ及び(または)アクチュエータを交換するとすると、アクチュエータ及び位置センサが正常であるにもかかわらず交換されることがあり、不経済であった。   However, the output of the position sensor becomes abnormal not only when the output line from the position sensor is disconnected, short-circuited, or when the position sensor fails. When the actuator is displaced to a position exceeding the target position or when the actuator motor is rotated by an external force acting on the operation target, the output of the position sensor deviates from the normal range even if the position sensor is normal. Therefore, as described above, if the position sensor and / or the actuator are replaced uniformly when the output of the position sensor becomes abnormal, it may be replaced even though the actuator and the position sensor are normal. It was uneconomical.

本発明の目的は、制御手段の誤動作によりアクチュエータのモータが余計に回転させられたり、外力によりモータが回転させられたりしたことに起因して位置センサの出力が異常になったときに、位置センサ及び(または)アクチュエータを交換することなく、正常な状態に復帰させることができるようにしたアクチュエータ制御装置を提供することにある。   It is an object of the present invention to detect a position sensor output when the output of the position sensor becomes abnormal due to an excessive rotation of the actuator motor due to a malfunction of the control means or due to an external force rotating the motor. Another object of the present invention is to provide an actuator control device capable of returning to a normal state without exchanging the actuator.

本発明は、操作対象物に連結される出力部とモータを駆動源として出力部を駆動する駆動機構とを備えたアクチュエータと、アクチュエータの出力部の位置を検出する位置センサと、位置センサにより検出される出力部の位置を目標位置に一致させるようにアクチュエータを制御するアクチュエータ制御手段とを備えたアクチュエータ制御装置を対象とする。   The present invention includes an actuator including an output unit coupled to an operation target, a drive mechanism that drives the output unit using a motor as a drive source, a position sensor that detects the position of the output unit of the actuator, and a position sensor The present invention is directed to an actuator control device including actuator control means for controlling the actuator so that the position of the output unit to be matched with the target position.

本発明においては、位置センサの出力の値が異常であるときにエラー判定を行うセンサエラー判定手段と、センサエラー判定手段がエラー判定を行ったときにアクチュエータ制御手段によるアクチュエータの制御を停止させた状態でアクチュエータを一定の動作時間の間動作させる過程と位置センサの出力が正常な値を示したか否かを判定する過程とを行うことにより、位置センサの出力が正常な値を示す状態を探索する位置センサ出力探索手段と、位置センサ出力探索手段により、位置センサの出力が正常な値を示す状態が見出されたときに、アクチュエータの出力部の位置を予め定めた位置に復帰させて停止させるようにアクチュエータを制御するアクチュエータ位置復帰手段と、位置センサ出力探索手段により位置センサの出力が正常な値を示す状態が見出されなかったときに位置センサが異常であると判定するセンサ異常判定手段とを設けた。   In the present invention, sensor error determination means for performing error determination when the output value of the position sensor is abnormal, and actuator control by the actuator control means is stopped when the sensor error determination means performs error determination. Searching for a state where the output of the position sensor shows a normal value by performing the process of operating the actuator for a certain operating time in the state and the process of determining whether or not the output of the position sensor showed a normal value When the position sensor output search means and the position sensor output search means find a state where the output of the position sensor shows a normal value, the position of the output part of the actuator is returned to a predetermined position and stopped. The position sensor output is normal due to the actuator position return means that controls the actuator so that the position sensor output search means Position sensor when the state has not been found to show a value is provided and determining sensor abnormality determining means is abnormal.

上記のように、位置センサの異常が検出されたときにアクチュエータを動作させて位置センサの出力が正常な値を示すか否かを判定する判定過程を行うことにより位置センサの出力が正常な値を示す状態を探索する位置センサ出力探索手段を設けて、この探索手段により、位置センサが正常な値の出力を発生する状態が見出されたときに、アクチュエータの出力部の位置を予め定めた位置に復帰させてモータを停止させるようにすると、制御手段の誤動作によりアクチュエータのモータが余計に回転させられたり、外力によりモータが回転させられたことに起因して、位置センサ自体は異常でないにもかかわらず位置センサの出力が異常になったときに、位置センサ及び(または)アクチュエータを交換することなく、正常な状態に復帰させることができるため、正常な位置センサ及び(または)アクチュエータの交換を余儀なくされるという不都合が生じるのを防ぐことができる。   As described above, when the abnormality of the position sensor is detected, the actuator is operated to determine whether the output of the position sensor shows a normal value. A position sensor output search means for searching for a state indicating the position of the output portion of the actuator is predetermined when the search means finds a state in which the position sensor generates a normal value output. When the motor is stopped by returning to the position, the position sensor itself is not abnormal because the motor of the actuator is rotated excessively due to the malfunction of the control means or the motor is rotated by an external force. However, when the output of the position sensor becomes abnormal, the position sensor and / or actuator can be returned to normal without replacement. It is possible, it is possible to prevent the inconvenience of being forced to replace the normal position sensor and (or) the actuator.

位置センサ自体に異常が生じたときには、上記位置センサ出力探索手段による探索を行っても、位置センサの出力が正常な値を示す状態を見出すことはできない。従って、上記のように、位置センサ出力探索手段により位置センサの出力が正常な値を示す状態が見出されなかったときに位置センサが異常であると判定するようにすると、位置センサ自体が故障したことの検出を的確に行わせることができる。   When an abnormality occurs in the position sensor itself, it is impossible to find a state in which the output of the position sensor shows a normal value even if a search is performed by the position sensor output search means. Therefore, as described above, if the position sensor output search means does not find a state where the output of the position sensor shows a normal value, it is determined that the position sensor is abnormal. It is possible to accurately detect this.

本発明の好ましい態様では、センサエラー判定手段がエラー判定を行ったときにアクチュエータ制御手段によるアクチュエータの制御を停止させた状態で、一定の動作時間の間前記モータを一方向に回転させることによりアクチュエータを動作させて位置センサの出力が正常な値を示すか否かを判定する第1の判定過程と、第1の判定過程により位置センサの出力が正常な値を示していると判定されなかったときに第1の判定過程での動作時間よりも長い動作時間の間モータを他方向に回転させることによりアクチュエータを動作させて位置センサの出力が正常な値を示すか否かを判定する第2の判定過程とからなる判定過程を少なくとも1回行うことにより、位置センサの出力が正常な値を示す状態を探索するように、位置センサ探索手段が構成される。   In a preferred aspect of the present invention, the actuator is controlled by rotating the motor in one direction for a certain operation time in a state where the control of the actuator by the actuator control unit is stopped when the sensor error determination unit makes an error determination. The first determination process for determining whether or not the position sensor output indicates a normal value by operating the position sensor, and the first determination process does not determine that the position sensor output indicates a normal value. A second for determining whether the output of the position sensor shows a normal value by operating the actuator by rotating the motor in the other direction for an operation time longer than the operation time in the first determination process. The position sensor search means is configured to search for a state in which the output of the position sensor shows a normal value by performing a determination process consisting of the determination processes at least once. Constructed.

この場合も、アクチュエータ位置復帰手段は、位置センサ出力探索手段により、位置センサの出力が正常な値を示す状態が見出されたときに、アクチュエータの出力部の位置を予め定めた位置に復帰させて停止させる制御を行うように構成される。   Also in this case, the actuator position return means returns the position of the output part of the actuator to a predetermined position when the position sensor output search means finds a state where the output of the position sensor shows a normal value. And is configured to perform control to stop.

位置センサ出力探索手段が上記のように構成される場合、センサ異常判定手段は、位置センサ出力探索手段が行う判定過程が設定された回数実行されても位置センサの出力が正常な値を示す状態が見出されなかったときに位置センサが異常であると判定するように構成することができる。   When the position sensor output search means is configured as described above, the sensor abnormality determination means is a state in which the output of the position sensor shows a normal value even if the determination process performed by the position sensor output search means is executed a set number of times. When the position sensor is not found, the position sensor can be determined to be abnormal.

以上のように、本発明によれば、位置センサの異常が検出されたときにアクチュエータを動作させて位置センサの出力が正常な値を示すか否かを判定する判定過程を行うことにより位置センサの出力が正常な値を示す状態を探索する位置センサ出力探索手段を設けて、この探索手段により、位置センサが正常な値の出力を発生する状態が見出されたときに、アクチュエータの出力部の位置を予め定めた位置に復帰させてモータを停止させるようにしたので、制御手段の誤動作によりアクチュエータのモータが余計に回転させられたり、外力によりモータが回転させられたことに起因して、位置センサ自体は異常でないにもかかわらず位置センサの出力が異常になったときに、位置センサ及び(または)アクチュエータを交換することなく、正常な状態に復帰させることができる。従って、正常な位置センサの交換を余儀なくされるという不都合が生じるのを防ぐことができる。   As described above, according to the present invention, the position sensor is operated by performing a determination process of determining whether or not the output of the position sensor shows a normal value by operating the actuator when an abnormality of the position sensor is detected. Position sensor output search means for searching for a state in which the output of the actuator shows a normal value is provided, and when the search means finds a state in which the position sensor generates an output of a normal value, the output section of the actuator Since the motor was stopped by returning the position to a predetermined position, due to the malfunction of the control means, the motor of the actuator was excessively rotated or the motor was rotated by an external force, If the position sensor output is abnormal even though the position sensor itself is not abnormal, the position sensor and / or actuator can be It can be returned to the state. Therefore, it is possible to prevent the inconvenience of having to replace the normal position sensor.

また本発明においては、位置センサ出力探索手段により位置センサの出力が正常な値を示す状態が見出されなかったときに位置センサが異常であると判定するので、位置センサ自体が故障したことの検出を的確に行わせることができる。   In the present invention, the position sensor itself is out of order because the position sensor output search means determines that the position sensor is abnormal when the position sensor output does not show a normal value. Detection can be performed accurately.

以下図面を参照して本発明の好ましいと思われる実施形態を詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態の構成を示したもので、同図において1は操作対象物2に連結される出力部とモータを駆動源として出力部を駆動する駆動機構とを備えたアクチュエータ、3はアクチュエータに内蔵されて、該アクチュエータの出力部(出力軸や出力レバー)の位置を検出する位置センサ、4は位置センサ3により検出される出力部の位置を目標位置に一致させるようにアクチュエータ1のモータを制御するアクチュエータ制御手段である。本発明において、アクチュエータ1が操作する操作対象物2は、目標位置に一致させられるように制御されるものであればいかなるものでもよい。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a configuration of an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 includes an output unit coupled to an operation target 2 and a drive mechanism that drives the output unit using a motor as a drive source. Actuators 3 are built in the actuators, and position sensors for detecting the positions of the output parts (output shafts and output levers) of the actuators are arranged so that the positions of the output parts detected by the position sensors 3 coincide with the target positions. Actuator control means for controlling the motor of the actuator 1. In the present invention, the operation object 2 operated by the actuator 1 may be any object as long as it is controlled so as to be matched with the target position.

アクチュエータ制御手段4は、目標位置設定信号発生部5が発生する目標位置設定信号(アクチュエータの出力部の目標位置を与える信号)と位置センサ3の出力信号との偏差を演算する偏差演算部6と、偏差演算部6により演算された偏差に例えばPID演算を施して、該偏差を零にするために必要なアクチュエータの操作量を演算する操作量演算部7と、操作量演算部7により演算された操作量だけアクチュエータ1の出力部を動かすようにアクチュエータ1のモータに駆動電流を供給する駆動回路8とにより構成されている。本実施形態では、アクチュエータ制御手段4の各部のうち、偏差演算部6及び操作量演算部7は、マイクロコンピュータにより構成され、駆動回路8はハードウェア回路により構成される。   The actuator control means 4 includes a deviation calculation unit 6 that calculates a deviation between a target position setting signal generated by the target position setting signal generation unit 5 (a signal that gives a target position of the output unit of the actuator) and an output signal of the position sensor 3. For example, a PID calculation is performed on the deviation calculated by the deviation calculation unit 6 to calculate an operation amount of the actuator necessary to make the deviation zero, and an operation amount calculation unit 7 calculates the operation amount. The drive circuit 8 supplies a drive current to the motor of the actuator 1 so as to move the output portion of the actuator 1 by the amount of operation. In the present embodiment, among the units of the actuator control means 4, the deviation calculation unit 6 and the operation amount calculation unit 7 are configured by a microcomputer, and the drive circuit 8 is configured by a hardware circuit.

目標位置設定信号発生部5は、人為的な操作される操作部(操作レバー、操作ペダル、操作スイッチ等)を有して、該操作部の操作に応じて目標位置設定信号を変化させるようにしたものでもよく、演算によりアクチュエータの目標位置を求めて、求めた目標位置を与える信号を発生させるもの(通常はマイクロコンピュータ内でソフトウェア上に構成されるもの)でもよい。例えば、内燃機関により駆動される発電機において、内燃機関のスロットルバルブを操作するようにアクチュエータを設けて、該発電機の出力電圧を設定値に保つように、スロットルバルブの開度を制御する場合には、発電機の負荷の変動に対してその出力電圧を設定値に保つために必要なスロットルバルブの目標位置を演算により求めて、スロットルバルブの位置を演算された目標位置に一致させるように制御することが行われる。   The target position setting signal generation unit 5 has an operation unit (an operation lever, an operation pedal, an operation switch, or the like) that is manually operated, and changes the target position setting signal according to the operation of the operation unit. It is also possible to obtain the target position of the actuator by calculation and generate a signal that gives the obtained target position (usually configured on software in a microcomputer). For example, in a generator driven by an internal combustion engine, an actuator is provided to operate the throttle valve of the internal combustion engine, and the opening of the throttle valve is controlled so as to keep the output voltage of the generator at a set value. In order to maintain the output voltage at a set value against fluctuations in the load of the generator, the target position of the throttle valve is obtained by calculation, and the throttle valve position is made to coincide with the calculated target position. Control is done.

本発明においては、マイクロコンピュータに所定のプログラムを実行させることにより、センサエラー判定手段10と、位置センサ出力探索手段11と、アクチュエータ位置復帰手段12と、センサ異常判定手段13とが更に設けられる。   In the present invention, sensor error determination means 10, position sensor output search means 11, actuator position return means 12, and sensor abnormality determination means 13 are further provided by causing the microcomputer to execute a predetermined program.

センサエラー判定手段10は、位置センサ3の出力の値が、通常の制御時にとり得る正常な範囲の値であるか否かを判定して、位置センサの出力の値が正常な範囲から外れているとき(異常であるとき)に、エラー判定を行う手段である。   The sensor error determination means 10 determines whether the output value of the position sensor 3 is within a normal range that can be taken during normal control, and the output value of the position sensor deviates from the normal range. It is a means for performing an error determination when it is in an abnormal state.

位置センサ出力探索手段11は、センサエラー判定手段10がエラー判定を行ったときにアクチュエータ制御手段4によるモータの制御を停止させた状態でアクチュエータ1を一定の動作時間の間動作させる過程と位置センサ3の出力が正常な値を示したか否かを判定する過程とを行うことにより、位置センサ3の出力が正常な値を示す状態を探索する手段である。   The position sensor output search means 11 includes a process of operating the actuator 1 for a certain operating time in a state where the control of the motor by the actuator control means 4 is stopped when the sensor error determination means 10 makes an error determination, and the position sensor. 3 is a means for searching for a state in which the output of the position sensor 3 shows a normal value by performing a process of determining whether or not the output of 3 shows a normal value.

本実施形態では、この位置センサ出力探索手段11を、センサエラー判定手段10がエラー判定を行ったときにアクチュエータ制御手段4によるアクチュエータの制御を停止させた状態で、モータを一定の動作時間の間一方向に回転させることによりアクチュエータを動作させて位置センサ3の出力が正常な値を示すか否かを判定する第1の判定過程と、該第1の判定過程により位置センサ3の出力が正常な値を示していると判定されなかったときに第1の判定過程での動作時間よりも長い動作時間の間モータを他方向に回転させることによりアクチュエータを動作させて位置センサの出力が正常な値を示すか否かを判定する第2の判定過程とからなる判定過程を少なくとも1回行うことにより、位置センサの出力が正常な値を示す状態を探索するように構成する。   In this embodiment, the position sensor output search means 11 is operated for a certain operating time in a state where the actuator control by the actuator control means 4 is stopped when the sensor error determination means 10 makes an error determination. A first determination process for determining whether or not the output of the position sensor 3 shows a normal value by operating the actuator by rotating in one direction, and the output of the position sensor 3 is normal by the first determination process. When it is not determined that the value indicates a correct value, the actuator is operated by rotating the motor in the other direction for an operation time longer than the operation time in the first determination process, and the output of the position sensor is normal. A state in which the output of the position sensor shows a normal value is searched by performing at least one determination process including the second determination process for determining whether or not the value is indicated. Configured to.

位置センサの出力が正常な値を示す状態を探索するために、上記判定過程を繰り返し行わせる場合には、新たに行う判定過程でのアクチュエータの動作時間を前回の判定過程での動作時間よりも長く設定して探索する範囲を徐々に拡大していく。   In order to search for a state where the output of the position sensor shows a normal value, when the above determination process is repeated, the operation time of the actuator in the new determination process is set to be longer than the operation time in the previous determination process. Set a longer time and gradually expand the search range.

アクチュエータ位置復帰手段12は、位置センサ出力探索手段11により、位置センサ3の出力が正常な値を示す状態が見出されたときに、アクチュエータ1の出力部の位置を予め定めた位置に復帰させて停止させるようにアクチュエータ1のモータを制御する手段で、この手段は例えば、位置センサ出力探索手段11により位置センサの出力が正常な値を示す状態が見出されたときに目標位置設定信号発生部5に指令を与えることにより、該目標位置設定信号発生部から位置センサの出力部の復帰位置に相当する目標位置設定信号を発生させて、アクチュエータ制御手段4に制御動作を行わせるように構成することができる。この場合アクチュエータ制御手段4は、位置センサ3の出力信号と目標位置設定信号(アクチュエータの出力部の復帰位置を与える信号)との偏差を零にするようにアクチュエータ1のモータを制御して、アクチュエータ1の出力部を予め定めた位置に復帰させる。   The actuator position return means 12 returns the position of the output part of the actuator 1 to a predetermined position when the position sensor output search means 11 finds a state in which the output of the position sensor 3 shows a normal value. Means for controlling the motor of the actuator 1 so that the target position setting signal is generated when the position sensor output search means 11 finds a state in which the output of the position sensor shows a normal value. By providing a command to the unit 5, a target position setting signal corresponding to the return position of the output unit of the position sensor is generated from the target position setting signal generating unit, and the actuator control means 4 performs a control operation. can do. In this case, the actuator control means 4 controls the motor of the actuator 1 so that the deviation between the output signal of the position sensor 3 and the target position setting signal (signal for giving the return position of the output part of the actuator) becomes zero, and the actuator 1 output unit is returned to a predetermined position.

位置センサ出力探索手段11により位置センサの出力が正常な値を示す状態が見出されたときのアクチュエータの出力部の復帰位置は任意に設定できるが、通常は、アクチュエータの出力部の初期位置(例えば操作対象物2の位置を制御する際の出力部の移動範囲の一方の限界位置)に設定するのが好ましい。   The return position of the output part of the actuator when the position sensor output search means 11 finds a state in which the output of the position sensor shows a normal value can be arbitrarily set, but usually the initial position of the output part of the actuator ( For example, it is preferably set to one limit position of the movement range of the output unit when the position of the operation target 2 is controlled.

センサ異常判定手段13は、位置センサ出力探索手段11により位置センサの出力が正常な値を示す状態が見出されなかったときに位置センサ3が異常であると判定する手段で、本実施形態では、このセンサ異常判定手段が、位置センサ出力探索手段11により判定過程が設定された回数実行されても位置センサの出力が正常な値を示す状態が見出されなかったときに位置センサが異常であると判定するように構成される。センサ異常判定手段13によりセンサが異常であると判定されたときには、アクチュエータの制御を禁止して位置センサを交換する。位置センサがアクチュエータに内蔵されている場合には、位置センサをアクチュエータとともに交換するようにしてもよい。   The sensor abnormality determination means 13 is a means for determining that the position sensor 3 is abnormal when the position sensor output search means 11 does not find a state in which the output of the position sensor shows a normal value. Even if this sensor abnormality determination means is executed the number of times that the determination process is set by the position sensor output search means 11, the position sensor is abnormal when the output of the position sensor does not show a normal value. It is configured to determine that there is. When the sensor abnormality determination means 13 determines that the sensor is abnormal, the actuator is inhibited from being controlled and the position sensor is replaced. When the position sensor is built in the actuator, the position sensor may be exchanged together with the actuator.

位置センサ出力探索手段11、アクチュエータ位置復帰手段12及びセンサ異常判定手段13を構成するためにマイクロコンピュータに実行させるタスクのアルゴリズムの要部を示すフローチャートを図2に示した。   FIG. 2 shows a flow chart showing the main part of the algorithm of the task executed by the microcomputer in order to constitute the position sensor output search means 11, the actuator position return means 12 and the sensor abnormality determination means 13.

図2に示したタスクは、センサエラー判定手段10がエラー判定を行ったとき(位置センサのエラーを検出したとき)に実行される。図2に示したアルゴリズムによる場合には、先ずステップ1においてアクチュエータ制御手段4によるアクチュエータの制御を停止させる。次いでステップ2においてキースイッチがオフにされて運転を終了することが指示されたときに、ステップ3で動作時間Tiを初期値に設定し、ステップ4においてアクチュエータのモータを設定された動作時間Tiの間正方向に(一方向に)回転させるように駆動してアクチュエータを一方向に動作させる。アクチュエータが停止したところでステップ5において位置センサの出力が正常な値を示しているか否かを判定する。その結果、位置センサの出力が正常であると判定されたときには、ステップ6に進んでアクチュエータの出力部の位置を予め定めた位置に復帰させ、ステップ7で制御を終了して電源をオフにする。   The task shown in FIG. 2 is executed when the sensor error determination means 10 performs an error determination (when a position sensor error is detected). In the case of the algorithm shown in FIG. 2, first, in step 1, the actuator control by the actuator control means 4 is stopped. Next, when it is instructed in step 2 that the key switch is turned off to end the operation, the operation time Ti is set to an initial value in step 3, and the actuator motor is set to the set operation time Ti in step 4. The actuator is operated in one direction by driving to rotate in the positive direction (one direction). When the actuator stops, it is determined in step 5 whether the output of the position sensor shows a normal value. As a result, when it is determined that the output of the position sensor is normal, the process proceeds to step 6 to return the position of the output part of the actuator to a predetermined position, and in step 7 the control is terminated and the power is turned off. .

ステップ5において位置センサの出力が正常な値でないと判定されたときには、ステップ8に進んで動作時間Tiに設定された加算時間Txを加えた時間を新たな動作時間Ti+1とし、ステップ9でアクチュエータのモータを設定された動作時間Ti+1の間逆方向に(他方向に)回転させることにより、アクチュエータを他方向に動作させる。アクチュエータが停止したところでステップ10を実行して位置センサの出力が正常な値を示しているか否かを判定する。その結果位置センサの出力が正常な値を示していると判定されたときには、ステップ6に進んでアクチュエータの出力部の位置を予め定めた位置に復帰させ、ステップ7で制御を終了して電源をオフにする。   When it is determined in step 5 that the output of the position sensor is not a normal value, the process proceeds to step 8 and a time obtained by adding the set time Tx to the operation time Ti is set as a new operation time Ti + 1. By rotating the motor of the actuator in the opposite direction (in the other direction) for the set operation time Ti + 1, the actuator is operated in the other direction. When the actuator is stopped, step 10 is executed to determine whether or not the output of the position sensor shows a normal value. As a result, when it is determined that the output of the position sensor indicates a normal value, the process proceeds to step 6 to return the position of the output part of the actuator to a predetermined position. Turn off.

ステップ6でアクチュエータの出力部の位置を復帰させ、ステップ7で制御を終了した状態では、位置センサ3が正常な値の検出出力を発生する正常な状態に制御系が復帰しているので、キースイッチをオン状態にすることにより、アクチュエータ1の制御を支障なく再開させることができる。   In the state where the position of the output part of the actuator is returned in step 6 and the control is ended in step 7, the control system is returned to a normal state in which the position sensor 3 generates a normal value detection output. By turning on the switch, the control of the actuator 1 can be resumed without any trouble.

ステップ10において位置センサの出力の値が正常な値でないと判定されたときには、ステップ11に進んで、ステップ4以降の過程におけるアクチュエータの動作回数が設定回数に達したか否かを判定する。その結果アクチュエータの動作回数が設定回数に達していないと判定されたときにはステップ12で動作時間Ti+1に設定された加算時間Tyを加えた時間を新たな動作時間Tiとした後、ステップ4に戻って上記と同じ過程を繰り返す。ステップ11においてアクチュエータの動作回数が設定回数に達していると判定されたときには、ステップ13で位置センサが異常であると判定して以後のアクチュエータの制御を禁止した後、ステップ14で電源をオフにする。   If it is determined in step 10 that the output value of the position sensor is not a normal value, the process proceeds to step 11 to determine whether or not the number of actuator operations in the process from step 4 has reached the set number. As a result, when it is determined that the number of actuator operations has not reached the set number of times, a time obtained by adding the addition time Ty set to the operation time Ti + 1 in step 12 is set as a new operation time Ti, and then step 4 is performed. Go back and repeat the same process as above. If it is determined in step 11 that the number of actuator operations has reached the set number of times, it is determined in step 13 that the position sensor is abnormal, and subsequent actuator control is prohibited, and then the power is turned off in step 14. To do.

図2に示したアルゴリズムによる場合には、ステップ1,2,3,4,5,8,9,10,11及び12により、センサエラー判定手段がエラー判定を行ったときにアクチュエータ制御手段によるアクチュエータの制御を停止させた状態で、一定の動作時間Tiの間モータを一方向に回転させることによりアクチュエータを動作させて位置センサの出力が正常な値を示すか否かを判定する第1の判定過程(ステップ4,5)と、第1の判定過程で位置センサの出力が正常な値を示していると判定されなかったときに第1の判定過程での動作時間よりも長い動作時間Ti+1の間モータを他方向に回転させることによりアクチュエータを動作させて位置センサの出力が正常な値を示すか否かを判定する第2の判定過程(ステップ9,10)とからなる判定過程を少なくとも1回行うことにより、位置センサの出力が正常な値を示す状態を探索する位置センサ出力探索手段が構成される。   In the case of the algorithm shown in FIG. 2, when the sensor error determination means makes an error determination in steps 1, 2, 3, 4, 5, 8, 9, 10, 11 and 12, the actuator by the actuator control means In a state where the control is stopped, the actuator is operated by rotating the motor in one direction for a certain operation time Ti to determine whether or not the output of the position sensor shows a normal value. The operation time Ti + longer than the operation time in the first determination process when it is not determined that the output of the position sensor shows a normal value in the process (steps 4 and 5) and the first determination process. It consists of a second determination process (steps 9 and 10) for determining whether or not the output of the position sensor shows a normal value by operating the actuator by rotating the motor in the other direction for 1 time. By performing the determination process at least once, position sensor output search means for searching for a state where the output of the position sensor shows a normal value is configured.

またステップ6により、位置センサの出力が正常な値を示す状態が見出されたときに、アクチュエータの出力部の位置を予め定めた位置に復帰させて停止させるようにアクチュエータを制御するアクチュエータ位置復帰手段が構成される。更にステップ11及び13により、位置センサの出力が正常な値を示す状態が見出されなかったときに位置センサが異常であると判定するセンサ異常判定手段が構成される。   In addition, when a state in which the output of the position sensor shows a normal value is found in step 6, the actuator position return that controls the actuator so that the position of the output portion of the actuator is returned to a predetermined position and stopped. Means are configured. Further, Steps 11 and 13 constitute sensor abnormality determination means for determining that the position sensor is abnormal when a state in which the output of the position sensor shows a normal value is not found.

図2に示したタスクにおいては、判定過程を繰り返す場合に、新たに行う判定過程での動作時間を前回の動作時間よりも長く設定することにより、アクチュエータの移動範囲を徐々に拡大しながら位置センサの出力が正常な値を示す状態を探索するようにしている。例えば図3に示したように、ステップ1でアクチュエータの出力部がPoの位置で停止した場合には、図2のステップ3で動作時間をT1としてアクチュエータの出力部をP1の位置まで移動させて位置センサの出力が正常な値を示しているか否かの判定を行う。この判定の結果位置センサの出力が正常値を示していないときには、図2のステップ8で動作時間をT2としてアクチュエータの出力部をP2の位置まで移動させて、位置センサの出力が正常な値を示しているか否かを判定する。この判定の結果位置センサの出力が正常値を示していないときには、ステップ12で動作時間をT3としてアクチュエータの出力部をP3の位置まで移動させ、この位置でも位置センサの出力が正常な値を示さなかったときには、ステップ8で動作時間をT4としてアクチュエータの出力部をP4の位置まで移動させる。このようにしてアクチュエータの出力部の移動範囲を徐々に拡大しながら判定を繰り返す。アクチュエータの動作回数が設定回数に達しても(判定を設定回数繰り返しても)位置センサの出力が正常な値を示さない場合には、位置センサが異常であると判定して以後のアクチュエータの制御を禁止する。   In the task shown in FIG. 2, when the determination process is repeated, the position sensor is operated while gradually expanding the movement range of the actuator by setting the operation time in the new determination process to be longer than the previous operation time. Is searched for a state in which the output of A indicates a normal value. For example, as shown in FIG. 3, when the output portion of the actuator stops at the position Po in step 1, the operation time is set to T1 in step 3 of FIG. It is determined whether or not the output of the position sensor shows a normal value. If the output of the position sensor does not indicate a normal value as a result of this determination, the operation time is set to T2 in step 8 of FIG. It is determined whether it is shown. If the result of this determination is that the output of the position sensor does not show a normal value, the output time of the actuator is moved to the position P3 at step 12 with the operating time T3, and the output of the position sensor shows a normal value even at this position. If not, in step 8, the operation time is set to T4 and the actuator output section is moved to the position P4. In this way, the determination is repeated while gradually expanding the movement range of the output portion of the actuator. Even if the number of actuator operations reaches the set number (even if the determination is repeated for the set number of times), if the output of the position sensor does not show a normal value, it is determined that the position sensor is abnormal and the subsequent actuator control Is prohibited.

上記の例では、位置センサの出力が正常な値を示す状態を探索する際に、アクチュエータを所定の動作時間の間動作させるようにしたが、アクチュエータを駆動するモータとしてパルスモータが用いられる場合には、モータに与える駆動パルスの数を適宜に設定することにより、アクチュエータの出力部の移動範囲を徐々に拡大しながら判定を繰り返すようにしてもよい。   In the above example, when searching for a state where the output of the position sensor shows a normal value, the actuator is operated for a predetermined operating time. However, when a pulse motor is used as the motor for driving the actuator, The determination may be repeated by gradually setting the number of drive pulses to be given to the motor and gradually expanding the movement range of the output part of the actuator.

本発明の一実施形態の構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structure of one Embodiment of this invention. 図1の実施形態においてマイクロコンピュータに実行させるタスクのアルゴリズムの一例を示したフローチャートである。2 is a flowchart showing an example of a task algorithm executed by a microcomputer in the embodiment of FIG. 1. 本発明の実施形態において判定過程を繰り返して位置センサの出力が正常な値を示す状態を探索する際のアクチュエータの動作時間の変化の一例を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating an example of the change of the operating time of an actuator at the time of searching the state in which the determination process is repeated in the embodiment of this invention and the output of a position sensor shows a normal value.

符号の説明Explanation of symbols

1 アクチュエータ
2 操作対象物
3 位置センサ
4 アクチュエータ制御手段
5 目標位置設定信号発生部
10 センサエラー判定手段
11 位置センサ出力探索手段
12 アクチュエータ位置復帰手段
13 センサ異常判定手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Actuator 2 Operation object 3 Position sensor 4 Actuator control means 5 Target position setting signal generation part 10 Sensor error determination means 11 Position sensor output search means 12 Actuator position return means 13 Sensor abnormality determination means

Claims (2)

操作対象物に連結される出力部とモータを駆動源として前記出力部を駆動する駆動機構とを備えたアクチュエータと、前記アクチュエータの出力部の位置を検出する位置センサと、前記位置センサにより検出される前記出力部の位置を目標位置に一致させるように前記アクチュエータを制御するアクチュエータ制御手段とを備えたアクチュエータ制御装置において、
前記位置センサの出力の値が異常であるときにエラー判定を行うセンサエラー判定手段と、
前記センサエラー判定手段がエラー判定を行ったときに前記アクチュエータ制御手段による前記アクチュエータの制御を停止させた状態で前記アクチュエータを一定の動作時間の間動作させる過程と前記位置センサの出力が正常な値を示したか否かを判定する過程とを行うことにより、前記位置センサの出力が正常な値を示す状態を探索する位置センサ出力探索手段と、
前記位置センサ出力探索手段により、前記位置センサの出力が正常な値を示す状態が見出されたときに、前記アクチュエータの出力部の位置を予め定めた位置に復帰させて停止させるように前記アクチュエータを制御するアクチュエータ位置復帰手段と、
前記位置センサ出力探索手段により前記位置センサの出力が正常な値を示す状態が見出されなかったときに前記位置センサが異常であると判定するセンサ異常判定手段と、
を具備してなるアクチュエータ制御装置。
An actuator including an output unit coupled to the operation target and a drive mechanism that drives the output unit using a motor as a drive source, a position sensor that detects a position of the output unit of the actuator, and a position sensor that detects the position An actuator control device comprising actuator control means for controlling the actuator so as to match the position of the output unit with a target position;
Sensor error determination means for performing error determination when an output value of the position sensor is abnormal;
When the sensor error determination means makes an error determination, the actuator control means stops the control of the actuator and the actuator is operated for a certain operation time, and the position sensor output is a normal value. Position sensor output search means for searching for a state in which the output of the position sensor shows a normal value by performing a process of determining whether or not
When the position sensor output search means finds a state where the output of the position sensor shows a normal value, the position of the output portion of the actuator is returned to a predetermined position and stopped. Actuator position return means for controlling
Sensor abnormality determination means for determining that the position sensor is abnormal when the position sensor output search means does not find a state where the output of the position sensor shows a normal value;
An actuator control device comprising:
操作対象物に連結される出力部とモータを駆動源として前記出力部を駆動する駆動機構とを備えたアクチュエータと、前記アクチュエータの出力部の位置を検出する位置センサと、前記位置センサにより検出される前記出力部の位置を目標位置に一致させるように前記アクチュエータを制御するアクチュエータ制御手段とを備えたアクチュエータ制御装置において、
前記位置センサの出力の値が異常であるときにエラー判定を行うセンサエラー判定手段と、
前記センサエラー判定手段がエラー判定を行ったときに前記アクチュエータ制御手段による前記アクチュエータの制御を停止させた状態で、一定の動作時間の間前記モータを一方向に回転させることにより前記アクチュエータを動作させて前記位置センサの出力が正常な値を示すか否かを判定する第1の判定過程と、前記第1の判定過程により前記位置センサの出力が正常な値を示していると判定されなかったときに前記第1の判定過程での動作時間よりも長い動作時間の間前記モータを他方向に回転させることにより前記アクチュエータを動作させて前記位置センサの出力が正常な値を示すか否かを判定する第2の判定過程とからなる判定過程を少なくとも1回行うことにより、前記位置センサの出力が正常な値を示す状態を探索する位置センサ出力探索手段と、
前記位置センサ出力探索手段により、前記位置センサの出力が正常な値を示す状態が見出されたときに、前記アクチュエータの出力部の位置を予め定めた位置に復帰させて停止させるように前記モータを制御するアクチュエータ位置復帰手段と、
前記位置センサ出力探索手段が行う前記判定過程におけるアクチュエータの動作回数が設定回数に達しても前記位置センサの出力が正常な値を示す状態が見出されなかったときに前記位置センサが異常であると判定するセンサ異常判定手段とを具備し、
前記判定過程が繰り返される際には、新たに行う判定過程での動作時間が前回の動作時間よりも長く設定されること、
を特徴とするアクチュエータ制御装置。
An actuator including an output unit coupled to the operation target and a drive mechanism that drives the output unit using a motor as a drive source, a position sensor that detects a position of the output unit of the actuator, and a position sensor that detects the position An actuator control device comprising actuator control means for controlling the actuator so as to match the position of the output unit with a target position;
Sensor error determination means for performing error determination when an output value of the position sensor is abnormal;
The actuator is operated by rotating the motor in one direction for a certain operation time in a state where the actuator control by the actuator control unit is stopped when the sensor error determination unit makes an error determination. And determining whether or not the output of the position sensor indicates a normal value, and the output of the position sensor does not indicate a normal value by the first determination process. Whether the output of the position sensor shows a normal value by operating the actuator by rotating the motor in the other direction for an operation time longer than the operation time in the first determination process. A position for searching for a state in which the output of the position sensor indicates a normal value by performing a determination process including a second determination process for determination at least once. And capacitors output search means,
When the position sensor output search means finds that the output of the position sensor shows a normal value, the position of the output part of the actuator is returned to a predetermined position and stopped. Actuator position return means for controlling
The position sensor is abnormal when the position sensor output does not show a normal value even when the number of actuator operations in the determination process performed by the position sensor output search means reaches a set number. Sensor abnormality determining means for determining
When the determination process is repeated, the operation time in the new determination process is set longer than the previous operation time,
An actuator control device.
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